CN102205482A - 一种圆环链生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆环链生产方法，包括以下步骤：A1、原材选择：采用优质合金钢23MnNiMoCr54；A2、下料，下料要求：能试站，无毛刺倒角，棒料长度误差在±0.5mm；A3、热编链，编链机使用液压动力，将棒料弯成规定尺寸；A4、抛丸，去除表面氧化皮，为下一工序做准备，保证焊接质量；A5、焊接去刺；A6、热处理；A7、拉伸校正，拉伸采用一次拉伸，拉伸负荷采用破断负荷的80％；A8、检验配对，浸漆入库。提高了圆环链的生产效率，降低了成本，使圆环链破断负荷、试验负荷下的延伸率、破断延伸率、疲劳寿命都达到了国际标准。

Description

一种圆环链生产方法

技术领域

本发明涉及一种圆环链生产方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

当圆环链链环节距超过规定值时，链环搭在齿顶上，极易发生跳链、打牙现象。若节距过小，则圆环链脱齿困难，加剧了磨损，并产生附加冲击负荷。当圆环链外宽超过规定值时，链环不能啮入链窝而搭在链轮齿腰部，引起跳链、打牙现象，加剧磨损，降低传动效率。反之，链环内宽过小时，使链环间转动困难。双链运输机在采用长链段时，如配对链段长度相差过大，将造成刮板偏斜、链中心距减小而发生跳链、打牙事故。标准中规定了圆环链在试验负荷下的伸长率，即要求圆环链在略大于工作负荷极限的特定负荷下，伸长率必须小于一定数值。根据这个原则，试验负荷一般取破断负荷的75％-85％。

静拉伸负荷，也叫工作负荷，即机头链轮上部的拉伸张力。在其作用下，可能发生两种失效形式。一是静拉伸破断失效，是由于圆环链实际破断负荷低于名义破断负荷、降低了安全系数而引起的。特别是在电机过载闷车，工作负荷急剧增加，更容易引起拉伸破断。为防止静拉伸破断，标准中规定圆环链的破断负荷必须大于或等于一定数值。另一种失效形式是永久伸长失效。这是由于圆环链承载能力过低，工作负荷超过了圆环链屈服点而造成的。

我国目前圆环链的质最问题

1、试验负荷下伸长率未达到标准要求。

原因有三个

1)圆环链热处理后拉伸负荷不足，仅拉伸到预定尺寸而没有拉到预定吨位。

2)圆环链弯曲达不到规定挠度，焊缝即开裂，特别是破断负荷较高的链环，更容易产生这种现象。焊缝开裂原因有两个一是材质偏析、焊接氧化、杂质多且呈横向分布，二是焊缝回火温度低，组织不均匀及形成应力集中。

3)疲劳循环次数较低。目前尚有的链条达不到所规定的疲劳循环次数，其原因是圆环链表面有缺陷，在疲劳负荷作用下裂纹逐渐扩展，直到最后突然断裂。晶粒粗大，局部应力集中，在疲劳负荷作用下形成局部裂纹，成为疲劳裂纹的发源地。圆环链屈服点过低，因而疲劳寿命也较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种圆环链生产方法。

A1，原材选择：采用优质合金钢23MnNiMoCr54；A2，下料，下料要求：能试站(指能竖着放起来)，无毛刺倒角，棒料长度误差在±0.5mm；A3，热编链，编链机使用液压动力，将棒料弯成规定尺寸，包括一次加热和二次加热，一次加热温度为100-200摄氏度，二次加热到最高温度为700摄氏度；A4，抛丸，去除表面氧化皮；A5，焊接去刺；A6，热处理，其中淬火温度肩部920℃，直边770℃；回火温度肩部400℃，直边480℃；A7，拉伸校正，拉伸采用一次拉伸，拉伸负荷采用破断负荷的80％；A8，检验配对，浸漆入库。

编链机使用液压动力，将棒料弯成规定尺寸。使圆环链合口间隙都一致，为焊接提供保证。

抛丸去除了金属在热编链后链环表面的氧化皮，使焊接时链环导电性能更好，保证了可靠的焊接质量和防止应变时产生时效脆应变。

焊接去刺保证了圆环链产品的表面质量，从而保证了链条可以达到所规定的疲劳循环次数。

热处理实现淬火和退火两道工序，提高了圆环链的抗拉强度和硬度，保证了塑性和韧性。采用红外测温检测，实现了圆环链热处理工艺的精确控制，能够提高圆环链热处理后力学性能的合格率。经过适当热处理后，使成品链条具有规定的力学性能。

热处理后再拉伸，拉伸负荷采用破断负荷的80％，提高热处理圆环链的性能。

提高了圆环链的生产效率，降低了成本，使圆环链破断负荷、试验负荷下的延伸率、破断延伸率、疲劳寿命都达到了国际标准。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为工艺改进前C级产品圆环链硬度分布图，图中数值为硬度值；

图3为工艺改进后C级产品圆环链硬度分布图，图中数值为硬度值。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

原材选择：采用优质合金钢23MnNiMoCr54；

下料：

采用沈阳求实精密剪切机厂生产的Q45-125A型精密棒料剪切机，采用约束(即轴向剪切和径向)剪切原理，剪切精度高，端面倾斜度≤20，重量误差≤±0.5％，下料成本低，约是带锯下料的1/3，生产效率高，约是带锯下料的20倍，设备使用风动力，属于节材节能型的设备，最大剪切力1250KN。

下料要求：能试站，无毛刺倒角，棒料长度误差在±0.5mm。

热编链：

设备采用德国迈尔MYR公司生产的WEN500型加热设备，KBA40型编链设备。加热设备的加热系统由“加热变压器”，“加热头”(两个)及“控温装置”等组成。

关于生产时棒料加热温度的测量与控制：

编链设备具有配套的测温仪和温度表。包括一次加热和二次加热。一次加热温度为100-200摄氏度，二次加热到最高温度为700摄氏度。

控温过程：首先根据棒料的材质等因素确定并预先调整好加热时间，在理想的情况下，棒料在预调的“加热时间”内其温度应该达到调整的规定温度即“加热温度”，再将达到了加热温度的这根棒料送往编链机进行编链。但是在实际加热过程中，往往在规定的加热时间内棒料未能达到调整的“加热温度”，那么光电测温计便不该发出松开加热头的信号，但此时加热电流将自动转换成另一个较小的电流来继续加热，如果棒料在加热时间内能够加热到规定的“加热温度”，那么在光电测温与控制装置的控制下，“加热头”将其释放，并送信号至编链机进行编链。相反，如果棒料的加热尽管将加热时间延长，仍未加热到规定的加热温度，当总的加热时间达到了调整的最大允许安全加热时间时，这一未加热好的棒料也将被加热头释放，由于温度控制装置的控制，这一棒料便不再送去编链，而落入一个斜槽内被淘汰。

热编链保证了合口间隙的稳定。

编链机使用液压动力，将棒料弯成规定尺寸，若圆环链弯曲达不到规定尺寸，焊缝即开裂，特别是破断负荷较高的链环，更容易产生这种现象。

抛丸：设备采用国内青岛三川抛丸设备。抛丸的目的在于去除金属在热编链后链环表面的氧化皮，使焊接时链环导电性能更好。

焊接去刺：焊接设备采用德国迈尔MYR公司生产的KSH22及KSH500型焊接设备。设备主要由输链机构、压力系统、焊接变压器、焊接电极、焊接参数设定及控制部分组成。设备焊接电极包括四块，从四个不同方向对链环开口部位进行导电。

焊接是使一个弯曲成形的金属圆环的两个端面通过电阻焊的方法对接成一个闭环。焊接的热量是由极大的电流在金属表面的若干细小接触点的电阻以及接触时拉开产生的电弧产生的。在端面温度达到一定高度并产生金属熔液面时对两端面施加压力，从两端面中挤出熔融金属，并通过最后快速顶锻，使已达熔化温度的母材金属端面从新结晶，熔为一体。

焊接结束，经过2秒左右的保压时间后，快速去除毛刺，去除毛刺采用单刀，这样去刺后焊接处表面光滑、整齐。保证了焊接质量和产品的表面质量。

热处理：

热处理设备是西安科技研究院针对圆环链热处理的特点专门研发的IGBT新型设备，设备采用中频电源感应加热的原理，感应热处理具有加热速度快、节约能量、不氧化脱碳、不污染环境以及生产效率高等多方面优点。中频感应透热设备实现淬火和退火两道工序，提高了圆环链的抗拉强度和硬度，保证了塑性和韧性。

采用远红外测温仪对热处理的温度进行实时监测，根据圆环链热处理的工艺要求，测温范围选在200℃～1100℃之间。红外线测温系统应用于生产中，完善了圆环链热处理工艺的监测和控制手段，实现了圆环链热处理工艺的精确控制，能够提高圆环链热处理后力学性能的合格率。

改进圆环链热处理工艺：

原有链条的热处理工艺简单的说是淬火后采用低温回火，热处理后的组织为回火马氏体。这样的组织，其硬度和强度高，耐磨性好，但是，破断试验时延伸率小。伴随着煤矿大运量运输设备的发展，对圆环链的综合机械性能也提出了更高的发展。而原有的链条热处理工艺措施，只能对链条个别性能的满足有效，对链条整体机械性能的提高还有一定的差距。

从热处理工艺分析，焊接应力和晶粒粗大，必须适当提高淬火前的温度，使奥氏体组织均匀化，回火后在入水冷却，达到淬火目的。淬火后的链环硬度很高，其组织全部是淬火马氏体，要想使链条满足国家标准要求，就必须调整合理的回火温度，回火后改为空气冷却，在链环直边和两端圆弧处获得不同的金相组织和相应的不同硬度。调整前后的热处理工艺情况如表1和表2：

表1 工艺改变前φ26×92链环热处理工艺表

表2 工艺改变后φ26×92链环热处理工艺表

改变工艺前，热处理后的链环经过磨削进行硬度检验，硬度分布图如图1；改变工艺后，热处理后硬度分布表如图2；

拉伸校正：

拉伸设备采用德国MYR公司生产的全自动拉伸校正机，拉伸全自动程序包括拉头进、快进、慢进、保压、测量、快退、慢退、拉头退八部分，保证了拉伸的位移的高精度。拉伸精度高，保证了每个相同规格的单环长度和拉伸负荷的一致，从而保证了配对长度一致。

拉伸采用一次拉伸，拉伸负荷采用破断负荷的80％，提高热处理圆环链的性能。

检验配对：

检验项目：检验项目分表面质量检验、尺寸检验、破断检验三种。表面质量检验、尺寸检验项目根据严重性分为A类、B类两种，三个B类不合格项等同于一个A类不合格项。

检验合格后进行配对，然后浸漆入库。

根据本发明方法生产的产品具备高强度、高耐磨性、形变小、韧性好、抗弯曲和足够的疲劳寿命，圆环链的整体机械性能也符合GB/12718-2009国家标准中的各项指标要求，使圆环链在工作中能承受多种复杂负荷的特定条件，产品部分实测数据见表3和表4。

表3 φ26×92C级产品部分试验数据

试验载荷t	伸长率％	实验拉断部位
			912	13	未拉断
904	15.5	未拉断
			930	17	肩部断
862	18	未拉断
			865	16	未拉断
916	16	未拉断

表4 圆环链C级链环尺寸和机械性能

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种圆环链生产方法，其特征在于，包括以下步骤：A1，原材选择：采用优质合金钢23MnNiMoCr54；A2，下料，下料要求：能试站，无毛刺倒角，棒料长度误差在±0.5mm；A3，热编链，编链机使用液压动力，将棒料弯成规定尺寸，包括一次加热和二次加热，一次加热温度为100-200摄氏度，二次加热到最高温度为700摄氏度；A4，抛丸，去除表面氧化皮；A5，焊接去刺；A6，热处理，其中淬火温度肩部920℃，直边770℃；回火温度肩部400℃，直边480℃；A7，拉伸校正，拉伸采用一次拉伸，拉伸负荷采用破断负荷的80％；A8，检验配对，浸漆入库。

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